基于流固耦合的供水管道的振动特性分析

摘要

铁路桥梁是列车运行线路的重要基础结构,列车在经过线路时会产生较大的振动,下穿铁路桥梁的供水管道会因为列车的经过而发生共振并造成管道破裂和腐蚀等恶劣后果。为此,基于流固耦合的分析方法,采用RNG κ-ε的湍流模型,分析管道的速度和压力分布;对比管道在自由状态下和单向流固耦合作用下的固有频率和振型。结果表明:管道内的水流速度沿着管道中心轴线的位置对称分布,水流呈现一种螺旋式环绕的趋势,在管道的弯曲处会出现紊流现象;管道在自由状态下和单向流固耦合作用下的固有频率相差8%~10%;管道在自由状态下最大的变形量为0.429 m,比单向流固耦合作用下的变形增加5%。